一种电池包快速拆装紧固装置的制作方法

文档序号:29978443发布日期:2022-05-11 12:24阅读:209来源:国知局
一种电池包快速拆装紧固装置的制作方法

1.本发明涉及电池包拆装技术领域,尤其涉及一种电池包快速拆装紧固装置。


背景技术:

2.电能是一种清洁的二次能源,鼓励新能源汽车尤其是纯电动汽车的发展是国家的既定政策。
3.现有的电池技术限制了电动汽车的不间断行驶里程,加上充电需要时间较长,使得用户普遍存在“里程焦虑”问题。大城市用地紧张,充电桩安装困难,更是加剧了这一情况。而对于运营车辆来说,车辆的出勤率更是直接决定了车辆的盈利能力。以上的一系列问题阻碍了电动汽车的推广。
4.为提高电动汽车的出勤率,目前的解决路径主要是快充电桩和快换电池。快充电桩的充电功率大,其瞬时功率会对现有电网造成较大负担。快换电池则可利用用电低峰期缓慢充电,在有需要的时候进行更换,提高电动汽车的出勤率的同时也不会大幅提高电网的负担。快换电池技术也可进一步地推进电动车“车电分离”的概念,即电动车车体与动力电池分开经营。“车电分离”这一概念可以使车主在购买电动汽车时仅用支付动力电池以外的价格,采用租用的方式使用动力电池,这一方面降低了消费者一次支付的负担,另一方面也可以降低消费者对电池性能下降的顾虑。
5.现有新能源汽车的动力电池包一般采用螺栓螺母连接的方式安装到车身上,未考虑经常性拆装的问题,若其进行经常性拆装,螺栓的旋进旋出会造成内外螺纹之间的过度磨损,降低连接结构的寿命。为解决这一问题,目前采用的快换技术方法包含以下几种:1、强化的螺纹结构。这一方法提高了螺纹的使用寿命,但采用机器进行自动拆卸时,存在螺栓螺母之间需要准确定位的需求问题,使得自动拆卸的容差性较低。此外,若要产生更高的预紧力,螺纹连接强度要求越高,就需要越多的螺纹旋和圈数,对于拆卸工作来说,需要更多的时间来拧螺栓。
6.2、锁定球结构。这一方法使用壳内结构将锁定球挤出壳体的锁定孔,利用球体挤出壳体的部分锁定壳体与电池pack之间的位置。但这一方法只能利用壳内结构对球体的挤出力产生一点电池pack和车体之间预紧力分量,在锁紧过程中,球体会向壳体外继续产生位移,使得与之接触的壳体结构和车体结构产生磨损;且这一方法在电池pack和车体之间压紧方向的位移量较小,容差性较差,若在安装时位置有所偏差或结构有所变形,可能会使部分球体无法产生锁紧效果。
7.3、卡扣结构。这一方法利用卡扣结构横向位移锁定电池pack在垂直方向的位置,但无法使电池pack结构与车体结构之间产生足够的压紧力,无法利用车体结构为电池pack提供刚度。
8.有鉴于此,本发明提供了一种汽车动力电池托盘的快速拆装紧固装置,具有拆装动作迅速、可靠,连接预紧力大,寿命长,安装容差性高的优点。


技术实现要素:

9.本发明的目的在于,为提高机器自动拆装动力电池pack的可靠性,同时提高自动拆装的效率,本发明提供一种电池包快速拆装紧固装置,提高了动力电池pack的装卸效率。
10.为了实现上述目的,本发明其中一实施例中提供一种电池包快速拆装紧固装置,包括一套筒、滚珠和一螺杆;所述套筒设置于一电池包的安装孔内,所述套筒沿所述安装孔的轴向滑动连接,所述套筒沿所述安装孔的周向止旋卡接设置;所述套筒为空心结构,设有上段和下段;所述上段的顶部外缘设有套筒圆锥面,所述上段的四周设有至少一个通孔;每个所述通孔内设一滚珠,所述滚珠沿所述通孔的轴向滚动,所述通孔的外出口处设有滚珠外限位措施;所述上段伸出所述安装孔外与一卡环相适配,当所述滚珠凸出于所述通孔时,所述上段通过所述滚珠与所述卡环卡接;所述下段的底部设有开口,并在所述下段内侧壁设有内螺纹段;所述螺杆设于所述套筒内;所述螺杆的一端为光杆,所述光杆顶部末端有光杆圆锥面,所述光杆从所述开口伸入至所述套筒内,所述光杆用于在对应所述通孔位置时将所述滚珠沿所述通孔的轴线向外顶出,使得所述滚珠的一部分露出所述套筒外;所述螺杆另一端为旋具对接结构;所述螺杆中部设有外螺纹段,所述外螺纹段与所述套筒的内螺纹段相啮合;所述旋具对接结构与外螺纹段之间设有一法兰环结构,所述法兰环结构与所述安装孔边缘对应设置。
11.进一步地,所述电池包位于车体结构件下方,所述卡环放置在所述车体结构件上方,所述车体结构件在对应所述卡环位置设有对接口;所述套筒从下至上依次穿过所述安装孔、所述对接口以及所述卡环,所述滚珠与卡环相卡接,所述法兰环结构与所述电池包的下表面相抵接。
12.进一步地,所述卡环的内圆下部为内锥面;在安装所述电池包时,若所述卡环与所述套筒不同轴,所述套筒圆锥面与所述内锥面抵接滑动,使所述卡环向与所述套筒同轴的位置移动后穿入所述卡环。
13.进一步地,所述车体结构件的对接口的直径大于所述套筒的外径。
14.进一步地,所述套筒的壁厚小于所述滚珠的直径;所述滚珠外限位措施的直径小于所述滚珠的直径。
15.进一步地,所述滚珠外限位措施由所述外出口直径内缩形成;或者,所述滚珠外限位措施为一钢扣环,所述外出口设有外环槽,所述钢扣环安装在所述外环槽中。
16.进一步地,所述光杆与外螺纹段之间存在颈缩段,所述颈缩段的直径小于所述光杆的直径,使得所述颈缩段的下表面为台阶端面;所述套筒具有上限位措施,所述上限位措施对应所述颈缩段设置。
17.进一步地,所述上限位措施为一止动螺钉,所述套筒的壁面设有限位螺钉安装孔,所述止动螺钉安装所述限位螺钉安装孔上,所述止动螺钉部分凸出于所述套筒的内表面。
18.进一步地,所述上限位措施为一止动环,所述套筒的壁面设有内环槽,所述止动环安装在所述内环槽内,所述止动环部分凸出于所述套筒的内表面。
19.进一步地,所述卡环的四周与上方还设有顶盖,所述顶盖与所述车体结构件连接,用于限制所述卡环的活动范围,同时限制所述套筒的行程。
20.进一步地,所述套筒的下段外表面设有外止旋结构;所述安装孔内设有内止旋措施,所述内止旋措施与所述外止旋结构相配套卡接。
21.进一步地,所述螺杆的下方设有下限位措施,所述下限位措施与所述电池包连接,所述下限位措施设有限位孔,所述旋具对接结构能够穿过所述限位孔;所述限位孔的直径小于所述法兰环结构的外径,所述下限位措施用于限制所述法兰环结构脱离所述电池包。
22.进一步地,所述螺杆设有防松措施,所述防松措施可进行复位运动。
23.进一步地,所述防松措施为防松套筒,所述防松套筒的下端面拥有下锯齿,所述防松套筒的中心位置设有防转结构,所述防转结构与所述旋具对接结构的外表面卡接;所述下限位措施的内表面下端设有与所述下锯齿相嵌合的上锯齿。
24.进一步地,在所述防松套筒与所述法兰环结构之间设有一复位弹簧。
25.进一步地,在所述法兰环结构与所述电池包之间设有第一防磨措施。
26.进一步地,在所述套筒与所述安装孔之间设有第二防磨措施。
27.本发明的有益效果在于,提供一种电池包快速拆装紧固装置,在螺杆与套筒之间利用螺纹的旋进旋出实现相对运动。该装置利用突出套筒的滚珠卡住卡环,使用螺杆与套筒之间螺纹提供较高的预紧力;采用活动卡环和车身上较大的连接孔使安装过程具有较大的容差性;采用套筒上限位措施保证套筒的上升不会对车体结构件产生影响,确保套筒与螺杆之间不会旋至脱离;采用螺杆下限位措施使螺杆始终不会脱离电池pack结构;采用螺杆防松措施保证在车辆运行过程中螺纹连接的可靠性。同时装置的螺杆在拆卸和紧固过程中无需旋拧大多圈数,进一步提高了动力电池pack的装卸效率。
附图说明
28.下面结合附图,通过对本技术的具体实施方式详细描述,呈现本技术的技术方案及其它有益效果。
29.图1a是本发明电池包快速拆装紧固装置在车体结构件和电池包上的安装位置的一个视角的结构示意图;图1b是本发明电池包快速拆装紧固装置在车体结构件和电池包上的安装位置的另一个视角的结构示意图;图2是本发明的电池包快速拆装紧固装置装配结构等轴示意图;图3是本发明的电池包快速拆装紧固装置装配结构侧视示意图;图4a是本发明的套筒与螺杆装配结构示意图,其中采用的上限位措施为限位螺钉;图4b是本发明的套筒与螺杆装配结构示意图,其中采用的上限位措施为止动环;图5a是本发明对应图4a的套筒与螺杆装配侧视示意图;图5b是本发明对应图4b的套筒与螺杆装配侧视示意图;图6a是本发明对应图4a的套筒的结构示意图;图6b是本发明对应图4b的套筒的结构示意图;图7是本发明的螺杆的结构示意图;图8a是本发明的滚珠外限位措施的结构示意图,其中采用的滚珠外限位措施由外出口内缩形成;图8b是本发明的滚珠外限位措施的结构示意图,其中采用的滚珠外限位措施为钢扣环;
可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.请参阅图1a、图1b,本技术实施例提供一种电池包快速拆装紧固装置1,设置在车体结构件17和电池包16之间的位置,用于将电池包16安装在车身的车体结构件17上。
36.请参阅图2、图3,电池包快速拆装紧固装置1包括一套筒2和一螺杆3,在套筒2上设置滚珠4,通过螺杆3可控制滚珠4是否凸出于套筒2的外表面,套筒2下段固定在电池包16的支架上,从而通过滚珠4实现与车体结构件17的卡接。
37.具体的,所述套筒2设置于一电池包16的安装孔23内,所述套筒2沿所述安装孔23的轴向滑动连接,所述套筒2沿所述安装孔23的周向止旋卡接设置;所述套筒2为空心结构,设有上段和下段;所述上段的顶部外缘设有套筒圆锥面6,所述上段的四周设有至少一个通孔8。其中所述电池包16为动力电池pack,其安装支架上设有安装孔23,便于安装和拆卸。
38.每个所述通孔8内设一滚珠4,所述滚珠4沿所述通孔8的轴向滚动,所述通孔8的外出口14处设有滚珠外限位措施141;所述上段伸出所述安装孔23外与一卡环18相适配,当所述滚珠4凸出于所述通孔8时,所述上段通过所述滚珠4与所述卡环18卡接;所述下段的底部设有开口,并在所述下段内侧壁设有内螺纹段5。
39.请参阅图4a、图4b、图5a、图5b、图6a、图6b、图7,所述螺杆3设于所述套筒2内;所述螺杆3的一端为光杆9,所述光杆9顶部末端有光杆圆锥面13,所述光杆9从所述开口伸入至所述套筒2内,所述光杆9用于在对应所述通孔8位置时将所述滚珠4沿所述通孔8的轴线向外顶出,使得所述滚珠4的一部分露出所述套筒2外;所述螺杆3另一端为旋具对接结构10;所述螺杆3中部设有外螺纹段11,所述外螺纹段11与所述套筒2的内螺纹段5相啮合;所述旋具对接结构10与外螺纹11段之间设有一法兰环结构12,所述法兰环结构12与所述安装孔23边缘对应设置,用于托起所述电池包16。
40.当外螺纹段11相对内螺纹段5做旋入或旋出运动时,套筒2相对螺杆3的位置会降低或升高。
41.请参阅图9、图10,当套筒2相对螺杆3的位置降低时,螺杆3的光杆圆锥面13会将滚珠4沿通孔8的轴线向外顶出;当光杆9圆柱面没过通孔8的最大直径位置时,滚珠4到达最外位置,滚珠4的一部分露出套筒2外,即使套筒2位置继续降低,滚珠4也不再产生水平方向的位移,此时电池包快速拆装紧固装置1处于可紧固状态。在电池包快速拆装紧固装置1处于可紧固状态下,套筒2相对螺杆3位置继续降低,滚珠4会与卡环18相接触,由于法兰环结构12与电池包16结构相接触,若螺杆3的外螺纹段11相对套筒2的内螺纹段5继续旋进时,快速拆装紧固装置1会使车体结构件17与电池包16产生预紧力。
42.请参阅图11,当套筒2相对螺杆3的位置升高时,当螺杆3在套筒2中运动至光杆9完全露出内出口15,并留出足以使滚珠4完全进入套筒2的空间时,电池包快速拆装紧固装置1处于可装卸状态,此时滚珠4处于自由状态,无法卡住卡环18,使得套筒2可以顺利进出卡环18。在电池包快速拆装紧固装置1处于可装卸状态下,套筒2相对螺杆3位置继续升高,当套筒2运动至一定位置时,套筒2的上限位措施19会阻止套筒2继续产生位移。
43.其中在电池包与车体结构件进行松脱动作中,套筒2相对螺杆3位置可升高在上限位措施19限定位置,此时滚珠4可完全脱离卡环18,避免了滚珠4与卡环18锁紧情况,然后可调节套筒2相对螺杆3位置,使得螺杆3完全不抵接滚珠4,从而滚珠4能完全处于自由状态缩回至通孔8内。
44.进一步地,所述电池包16位于车体结构件17下方,所述卡环18放置在所述车体结构件17上方,所述车体结构件17在对应所述卡环18位置设有对接口24;所述套筒2从下至上依次穿过所述安装孔23、所述对接口24以及所述卡环18,所述滚珠4与卡环18相卡接,所述法兰环结构12与所述电池包16的下表面相抵接。在一变形实施例中,所述卡环18设置也可在所述对接口24内;此时所述套筒2从下至上依次穿过所述安装孔23以及所述卡环18,所述滚珠4与所述卡环18相卡接,所述法兰环结构12与所述电池包16的下表面相抵接。
45.进一步地,所述卡环18的内圆下部为内锥面26;在安装所述电池包1时,若所述卡环18与所述套筒2不同轴,套筒2的套筒圆锥面6顶到卡环18内锥面26,产生一定的水平方向的分力,所述套筒圆锥面6与所述内锥面26抵接滑动,使所述卡环18向与所述套筒2同轴的位置移动后穿入所述卡环18。
46.在图9、图10、图11、图15中可看出,所述卡环18对应所述内锥面26位置的上表面设有导向斜面,导向斜面与内锥面26作用均是导向滚珠4的作用,避免安装及拆卸所述电池包1时造成应力过大而损坏滚珠4。
47.进一步地,所述车体结构件17的对接口24的直径大于所述套筒2的外径,可允许动力电池包16与车体结构件17之间的相对位置有一定误差时,套筒2可以顺利进入车体结构件17的对接口24。
48.进一步地,所述套筒2的壁厚小于所述滚珠4的直径;所述滚珠外限位措施141的直径小于所述滚珠4的直径,使滚珠4无法从外出口14脱落。
49.请参阅图8a,进一步地,所述滚珠外限位措施141由所述外出口14直径内缩形成;或者,请参阅图8b,所述滚珠外限位措施141为一钢扣环142,所述外出口14设有外环槽143,所述钢扣环142安装在所述外环槽143中,安装好的钢扣环142与通孔8的外出口14构成的空间不足以使滚珠4通过。
50.如图7所示,进一步地,所述光杆9与外螺纹段11之间存在颈缩段30,所述颈缩段30的直径小于所述光杆9的直径,使得所述颈缩段30的下表面为台阶端面31;所述套筒2具有上限位措施19,所述上限位措施19对应所述颈缩段30设置;所述上限位措施19被限制在所述台阶端面31和所述外螺纹段11顶面之间滑动,亦即上限位措施19的位置只能设置在台阶端面31和所述外螺纹段11之间,用于限定套筒2相对螺杆3的位置。
51.请参阅图4a、图5a、图6a、图7,在本技术一实施例中,所述上限位措施19为一止动螺钉191,所述套筒2的壁面设有限位螺钉安装孔29,所述止动螺钉191安装所述限位螺钉安装孔29上,所述止动螺钉191部分凸出于所述套筒2的内表面。当套筒2相对螺杆3上升到一定位置时,限位螺钉191卡住螺杆3的台阶端面31,使套筒2无法继续上升。
52.请参阅图4b、图5b、图6b,在本技术另一实施例中,所述上限位措施19为一止动环192,所述套筒2的壁面设有内环槽193,所述止动环192安装在所述内环槽193内,所述止动环192部分凸出于所述套筒2的内表面。当套筒2相对螺杆3上升到一定位置时,止动环192卡住螺杆3的台阶端面31,使套筒2无法继续上升。
53.请参阅图2、图3、图7,进一步地,所述卡环18的四周与上方还设有顶盖20,所述顶盖20与所述车体结构件17连接。所述顶盖20用于限制所述卡环18的活动范围,同时所述顶盖20可作为上限位措施限制所述套筒2的行程。所述顶盖20安装在车体结构件17上,能够限制套筒2的上升空间,从而所述顶盖20作为卡环18的限位措施的同时也限制所述套筒2的行程。
54.请参阅图6a、图6b并结合图12、图13,进一步地,所述套筒2的下段外表面设有外止旋结构7;所述安装孔23内设有内止旋措施25,所述内止旋措施25与所述外止旋结构7相配套卡接。所述内止旋措施25可具有行程,为形成与所述安装孔23的内侧壁的行程滑槽,所述外止旋结构7也可作为限位措施限制所述套筒2在所述安装孔23内的行程。
55.优选地,如图12所示,套筒2的外止旋结构7的截面外廓形状包括但不限于正六边形、正八边形、正方形、双键、花键等。如图13所示,所述内止旋措施25为所述安装孔23上的凹槽,与所述外止旋结构7外形一致,其截面形状包括但不限于正六边形、正八边形、正方形、双键、花键等。
56.优选地,如图14所示,旋具对接结构10的截面包括但不限于正六角形、正方形、花键、内正六角形、内正方形、内梅花形等。
57.请参阅图2、图3,进一步地,所述螺杆3的下方设有下限位措施21,所述下限位措施21与所述电池包16连接,所述下限位措施21设有限位孔211,所述旋具对接结构10能够穿过所述限位孔211;所述限位孔211的直径小于所述法兰环结构12的外径,所述下限位措施21用于限制所述法兰环结构12脱离所述电池包16。
58.进一步地,所述螺杆3设有防松措施22,所述防松措施22具有复位功能,用于弹性复位。所述防松措施22设置于所述下限位措施21内并环绕所述旋具对接结构10设置。
59.请参阅图17、图18,进一步地,所述防松措施22为防松套筒221,所述防松套筒221的下端面拥有下锯齿222,所述防松套筒221的中心位置设有防转结构225,所述防转结构225与所述旋具对接结构10的外表面卡接;所述下限位措施21的内表面下端设有与所述下锯齿222相嵌合的上锯齿223。
60.进一步地,在所述防松套筒221与所述法兰环结构12之间设有一复位弹簧224。在电池包16安装在车体结构件17上时,复位弹簧224将防松套筒221的上锯齿形状特征223压紧到下限位措施21的上锯齿形状特征223上,使防松套筒221无法产生旋转运动,进入阻止螺杆3发生转动。当电池包16需要进行拆卸时,旋转工具将防松套筒221向上顶开,顶开后防松套筒221不再妨碍螺杆3转动。
61.请参阅图16,进一步地,在所述法兰环结构12与所述电池包16之间设有第一防磨措施27。
62.进一步地,在所述套筒2与所述安装孔23之间设有第二防磨措施28。优选的,第一防磨措施27与第二防磨措施28可一体式设置形成防磨措施组合件。
63.更为详细的,下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。
64.实施例一根据本发明提供的一种电池pack快速拆装紧固装置,包括:套筒、螺杆、滚珠,如图4、图5所示。
65.如图6a所示,套筒两端开口,一端攻有内螺纹,记为螺纹端,内螺纹规格为m12,螺纹深度14mm;另一端开口直径为φ7mm,外缘有外锥面,记为锥面端,锥面母线与套筒中心轴线夹角为55
°
;套筒内部其余光孔直径为φ10mm;套筒外壁靠近螺纹端口的四周设有正八角形止旋结构,止旋结构截面内接圆直径为φ16mm,长度为14mm;套筒中部设有m1.6沉头螺纹孔。套筒外部其余圆柱段外径为φ16mm;套筒靠近锥面端的四周设有4个通孔,呈周向均匀分布,通孔直径为φ5mm,通孔轴线与套筒轴线呈85
°
夹角;通孔外开口处直径为φ4.85mm,小于通孔直径φ5mm,作为滚珠外限位措施,如图8a所示。
66.如图7所示,螺杆的一端为光杆,光杆直径为φ10mm,光杆头部设有圆锥面,圆锥面母线与螺杆中心轴线呈60
°
夹角;螺杆另一端为旋具对接结构,截面采用外径为φ14mm的花键,花键末端进行倒角处理;螺杆中段设有外螺纹段,螺纹规格为m12,螺纹长度为16mm;光杆与外螺纹段之间设有颈缩段,颈缩段直径为φ7.2mm;外螺纹段与旋具对接结构之间设有法兰环结构,法兰环结构外径为φ26.6mm。
67.滚珠采用φ5mm的高碳铬轴承钢成品钢球。
68.限位螺钉为m1.6
×
4沉头螺钉。
69.零件组装时,先将螺杆旋入套筒一定长度,留出套筒通孔内出口,从套筒的锥面端的开口处将滚珠装入套筒四周的通孔中,再将螺杆旋至完全覆盖通孔的内出口,然后将m1.6
×
4的沉头螺钉旋入套筒上的m1.6沉头螺纹孔。
70.卡环外径为φ42mm,内径为φ16.5mm,厚度为5.5mm,卡环内圆下方锥面母线与卡环轴线呈60
°
夹角。
71.防松套筒的下端面拥有非对称锯齿,内表面截面为外径为φ14mm的花键;下限位措施内表面下端拥有与防松套筒相嵌合的非对称锯齿,下限位措施内表面高度为12mm,内表面最小直径为φ28mm,下限位措施边缘处开设有6个φ3.2mm的通孔;复位弹簧为内径φ19mm、外径φ25mm的矩形截面弹簧,弹簧自由长度16mm。
72.将螺杆法兰环与动力电池之间的防磨措施以及动力电池包装配孔内的防磨措施集成为单个部件,称为防磨套。具体为一个厚度为1mm,平面为圆形,立面截面为正八角形的拉深件,拉深件平面上开设有6个φ3.2mm的通孔。平面的外圆直径为43mm,立面内表面正八角形截面的内接圆为φ16mm,如图16所示。
73.电池pack的安装孔为内接圆直径为φ18mm的正八角形截面,安装孔下表面四周开设有6个ts3的螺纹孔,螺纹孔内装有钢丝螺套;车身地板结构开设有一个φ26mm的对接口,电池pack的安装孔与车身地板结构的对接口的位置一一对应。
74.将卡环放在车身地板结构上的规定位置,位于卡环限位措施中,卡环限位措施焊接在加强过的车身地板结构上。
75.在安装时,先调节各快速拆装紧固装置的套筒位置,使装置处于可装卸状态;再将防磨套装入动力电池的安装孔,使防磨套平面与动力电池包结构相接触;然后将快速拆装装置穿过动力电池包安装孔,使螺杆的法兰环结构的上表面与防磨套平面相接触;将复位弹簧套入螺杆的旋具对接结构,使弹簧的上端与法兰环结构的下表面相接触;接着将防松套筒套入螺杆的旋具对接结构,使防松套筒与弹簧上端相接触;将下限位措施的内表面下端顶在防松套筒下端上,并压缩一定弹簧长度,直至与防磨套平面相接触;使用6根m3螺钉将下限位措施固定于电池包结构上。此时,弹簧仍存在4mm的压并空间,防松措施可以用旋
具顶开,顶开后不再妨碍螺杆转动。
76.完成全部快速拆装装置与动力电池pack的装配后,动力电池pack可用于跟车体结构的装配。将动力电池pack运动到车体下方,然后进行位置定位,使各快速拆卸紧固装置的轴心与相应车体结构件对接口的圆心偏差不超过5mm,再抬升动力电池包,使电池pack结构接近车体结构件,当电池pack结构与车体结构件贴合时,使用旋具套入螺杆的旋具对接结构,顶开防松套筒,将螺杆往旋紧方向旋转,直至达到规定扭矩。
77.从车身上拆除动力电池包时,使用旋具套入螺杆的旋具对接结构,顶开防松套筒,将螺杆往旋松方向旋转,直至到达规定圈数;然后将动力电池包朝正下方移动,使快速拆装装置完全脱离车体结构件。
78.实施例二根据本发明提供的一种电池pack快速拆装紧固装置,包括:套筒、螺杆、滚珠,如图4、图5所示。
79.如图6b所示,套筒两端开口,一端攻有内螺纹,记为螺纹端,内螺纹规格为m16,螺纹深度27mm;另一端开口直径为φ10mm,外缘有外锥面,记为锥面端,锥面母线与套筒中心轴线夹角为60
°
;套筒内部其余光孔直径为φ13mm;套筒内部靠近螺纹端处开设有内环槽,槽深0.6mm,槽宽2mm。套筒外壁靠近螺纹端口的四周设有正六角形止旋结构,止旋结构截面内接圆直径为φ21mm,长度为27mm;套筒外部其余圆柱段外径为φ21mm;套筒靠近锥面端的四周设有3个通孔,呈周向均匀分布,通孔直径为φ7mm,通孔轴线与套筒轴线呈90
°
夹角;通孔外开口处上缘处的套筒外壁上开设有外环槽,外环槽内安装有钢环扣,钢环扣覆盖了部分通孔外开口,可限制滚珠向外运动,如图8b所示。
80.如图7所示,螺杆的一端为光杆,光杆直径为φ13mm,光杆头部设有圆锥面,圆锥面母线与螺杆中心轴线呈60
°
夹角;螺杆另一端为旋具对接结构,截面采用外径为内接圆为φ16mm的正六边形,末端进行倒角处理;螺杆中段设有外螺纹段,螺纹规格为m16,螺纹长度为26mm;光杆与外螺纹段之间设有颈缩段,颈缩段直径为φ9mm;外螺纹段与旋具对接结构之间设有法兰环结构,法兰环结构外径为φ35mm。
81.滚珠采用φ7mm的高碳铬轴承钢成品钢球。
82.套筒上限位措施采用止动环,止动环截面为1.2mm
×
2.0mm的圆角矩形,止动环自由外径为φ15mm,止动环有60
°
的缺口。
83.零件组装时,先将止动环套入螺杆的颈缩段,螺杆旋入套筒时压缩止动环直径至小于内螺纹内径,然后用外螺纹段将止动环顶入套筒内部,当外螺纹段上缘旋至内环槽下缘时,止动环嵌入内环槽并回弹至φ14.6mm;螺杆继续旋进部分长度,留出套筒通孔内出口,从套筒的锥面端的开口处将滚珠装入套筒四周的通孔中,再将螺杆旋至完全覆盖通孔的内出口。
84.卡环外径为φ50mm,内径为φ21.5mm,厚度为6mm,卡环内圆下方锥面母线与卡环轴线呈60
°
夹角。
85.防松套筒的下端面拥有非对称锯齿,内表面截面为内接圆为φ16mm的正六边形;下限位措施内表面下端拥有与防松套筒相嵌合的非对称锯齿,下限位措施内表面高度为14mm,内表面最小直径为φ38mm,下限位措施边缘处开设有6个φ4.5mm的通孔;复位弹簧为内径φ24mm、外径φ34mm的矩形截面弹簧,弹簧自由长度20mm。
86.将螺杆法兰环与动力电池之间的防磨措施以及动力电池包装配孔内的防磨措施集成为单个部件,称为防磨套。具体为一个厚度为1mm,平面为圆形,立面截面为正六角形的拉深件,拉深件平面上开设有6个φ4.5mm的通孔。平面的外圆直径为53mm,立面内表面正六角形截面的内接圆为φ21mm,如图16所示。
87.电池pack的安装孔为内接圆直径为φ23mm的正六角形截面,安装孔下表面四周开设有6个ts4的螺纹孔,螺纹孔内装有钢丝螺套;车身地板结构开设有一个φ31mm的对接口,电池pack的安装孔与车身地板结构的对接口的位置一一对应。
88.将卡环放在车身地板结构上的规定位置,位于卡环限位措施中,卡环限位措施焊接在加强过的车身地板结构上。
89.在安装时,先调节各快速拆装紧固装置的套筒位置,使装置处于可装卸状态;再将防磨套装入动力电池的安装孔,使防磨套平面与动力电池包结构相接触;然后将快速拆装装置穿过动力电池包安装孔,使螺杆的法兰环结构的上表面与防磨套平面相接触;将复位弹簧套入螺杆的旋具对接结构,使弹簧的上端与法兰环结构的下表面相接触;接着将防松套筒套入螺杆的旋具对接结构,使防松套筒与弹簧上端相接触;将下限位措施的内表面下端顶在防松套筒下端上,并压缩一定弹簧长度,直至与防磨套平面相接触;使用6根m3螺钉将下限位措施固定于电池包结构上。此时,弹簧仍存在4mm的压并空间,防松措施可以用旋具顶开,顶开后不再妨碍螺杆转动。
90.完成全部快速拆装装置与动力电池pack的装配后,动力电池pack可用于跟车体结构的装配。将动力电池pack运动到车体下方,然后进行位置定位,使各快速拆卸紧固装置的轴心与相应车体结构件对接口的圆心偏差不超过5mm,再抬升动力电池包,使电池pack结构接近车体结构件,当电池pack结构与车体结构件贴合时,使用旋具套入螺杆的旋具对接结构,顶开防松套筒,将螺杆往旋紧方向旋转,直至达到规定扭矩。
91.从车身上拆除动力电池包时,使用旋具套入螺杆的旋具对接结构,顶开防松套筒,将螺杆往旋松方向旋转,直至到达规定圈数;然后将动力电池包朝正下方移动,使快速拆装装置完全脱离车体结构件。
92.本发明的有益效果在于,提供一种电池包快速拆装紧固装置,在螺杆与套筒之间利用螺纹的旋进旋出实现相对运动。该装置利用突出套筒的滚珠卡住卡环,使用螺杆与套筒之间螺纹提供较高的预紧力;采用活动卡环和车身上较大的连接孔使安装过程具有较大的容差性;采用套筒上限位措施保证套筒的上升不会对车体结构件产生影响,确保套筒与螺杆之间不会旋至脱离;采用螺杆下限位措施使螺杆始终不会脱离电池pack结构;采用螺杆防松措施保证在车辆运行过程中螺纹连接的可靠性。同时装置的螺杆在拆卸和紧固过程中无需旋拧大多圈数,进一步提高了动力电池pack的装卸效率。
93.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
94.以上对本技术实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。
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